Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Методы синхронизации последовательной связи
Methods for synchronizing serial communications
Синхронная и асинхронная передачи – два различных метода синхронизации передачи данных. Синхронная передача синхронизируется внешним тактовым сигналом, а асинхронная – специальными сигналами в среде передачи.
Synchronous and asynchronous transmissions are two different methods of transmission synchronization. Synchronous transmissions are synchronized by an external clock, while asynchronous transmissions are synchronized by special signals along the transmission medium.
Необходимость синхронизации
Всякий раз, когда электронное устройство передает цифровые (и иногда аналоговые) данные другому, между устройствами должен быть установлен определенный ритм, то есть принимающее устройство должно иметь возможность, в потоке принимаемого сигнала, определять начало и конец каждой единицы данных.
Whenever an electronic device transmits digital (and sometimes analogue) data to another, there must be a certain rhythm established between the two devices, i. e., the receiving device must have some way of, within the context of the fluctuating signal that it's receiving, determining where each unit of data begins and where it ends.
Методы синхронизации
Есть два способа синхронизировать оба конца связи. Методы синхронной сигнализации используют два различных сигнала. Импульс на одном сигнале указывает, что на другом сигнале готов следующий бит информации. Асинхронные методы сигнализации используют только один сигнал. Приемник анализирует переходы этого сигнала, чтобы определить скорость передачи данных передатчиком ("автобауд") и синхронизировать свои собственные часы, обычно с помощью фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ или PLL), для соответствия скорости передачи. Импульс от локальных часов указывает, когда готов следующий бит.
There are two ways to synchronize the two ends of the communication. The synchronous signalling methods use two different signals. A pulse on one signal indicates when another bit of information is ready on the other signal. The asynchronous signalling methods use only one signal. The receiver uses transitions on that signal to figure out the transmitter bit rate ("autobaud") and timing, and set a local clock to the proper timing, typically using a phase locked loop (PLL) to synchronize with the transmission rate. A pulse from the local clock indicates when another bit is ready.
Синхронная передача
В синхронной связи поток передаваемых данных кодируется как изменяющиеся уровни напряжения в одном проводе ("ДАННЫЕ"), и периодический импульс напряжения на отдельном проводе (называемый "ТАКТ" или "СТРОБ"), который сообщает приемнику, что "текущий бит ДАННЫХ является "действительным" в данный момент времени". Практически все протоколы параллельной связи используют синхронную передачу. Например, в компьютере информация об адресе передается синхронно – биты адреса по адресной шине и импульсы чтения или записи на управляющей шине. Логическая единица обозначается двумя переходами в пределах одного временного интервала, в отличие от нуля. В кодировании Манчестера переход от низкого к высокому уровня сигнала указывает на единицу, а переход от высокого к низкому – на ноль. При последовательности единиц или нулей требуется противоположный переход на границе временного интервала для подготовки к следующему переходу и сигналу.
In synchronous communications, the stream of data to be transferred is encoded as fluctuating voltage levels in one wire (the 'DATA'), and a periodic pulse of voltage on a separate wire (called the "CLOCK" or "STROBE") which tells the receiver "the current DATA bit is 'valid' at this moment in time". Practically all parallel communications protocols use synchronous transmission. For example, in a computer, address information is transmitted synchronously—the address bits over the address bus, and the read or write strobes of the control bus. A logical one is indicated when there are two transitions in the same time frame as a zero. In the Manchester coding a transition from low to high indicates a one and a transition from high to low indicates a zero. When there are successive ones or zeros, an opposite transition is required on the edge of the time frame to prepare for the next transition and signal.
Асинхронная передача
Наиболее распространенная асинхронная сигнализация, асинхронная сигнализация старт-стоп, использует практически постоянную длительность "бита" (требуется локальный генератор с точностью +/- 5% на обоих концах соединения). При использовании этого метода приемник обнаруживает первый фронт (бит START), ждет половину длительности бита, а затем считывает значение сигнала. Перед "прочтением" следующего бита данных выполняется дополнительная задержка в одну длительность бита, повторяясь на протяжении всего последовательного слова (обычно 7/8 битов данных). Необязательный бит четности (PARITY) следует за битами данных и предшествует стоп-битами. Наконец, один или несколько стоп-битов добавляются для обозначения конца слова данных и обеспечения перехода уровня сигнала перед передачей следующего бита START. Структура слова, используемая в типичных асинхронных последовательных коммуникациях, имеет вид START DATA[0:7] PARITY[необязательный;0] STOP[0:1]. Эти параметры форматирования задаются при настройке передающего и принимающего узлов перед началом обмена данными. Длительность бита определяется заданной битовой скоростью в битах в секунду (бит/с) – 300, 1200, 9600, 19200, 115200 и т.д. Использование термина "бод" (BAUD) не является строго корректным в современных последовательных каналах связи. Для определения состояния обрыва цепи (BREAK) обнаруживаются специальные условия уровня и времени.
The most common asynchronous signalling, asynchronous start stop signalling, uses a near constant 'bit' timing (+/ 5% local oscillator required at both ends of the connection). Using this method, the receiver detects the 'first' edge transition (the START bit), waits 'half a bit duration' and then reads the value of the signal. A further delay of one 'whole bit duration' is executed before the next data bit is 'read' repeating for the length of the whole serial word (typically 7/8 data bits). An optional PARITY bit follows the data bits and precedes the stop bit(s). Finally, one or more STOP bits are appended to identify the end of the data word and to make sure there is a bit transition when the next START bit is transmitted. The word structure used in typical asynchronous serial communications is START DATA[0:7] PARITY[optional;0] STOP[0:1]. These formatting variables are specified when configuring the transmit and receive nodes before communications take place. The bit duration is determined from the nominated bit rate in bits per second (bit/s) 300, 1200, 9600, 19200, 115200 etc. The use of the word BAUD is not strictly correct in the modern application of serial channels. Special level & timing conditions are detected to identify an open circuit condition (BREAK).